• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제8권2호
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• pp.59-68
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• 2019

This paper proposed a method to estimate the vertical delay from the slant delay, which can improve accuracy of the ionospheric correction of SBAS. Proposed method used Chapman profile which is a model for the vertical electron density distribution of the ionosphere. In the proposed method, we assumed that parameters of Chapman profile are given and the vertical ionospheric can be modeled with linear function. We also divided ionosphere into multi-layer. For the verification, we converted slant ionospheric delays to vertical ionospheric delays by using the proposed method and generated the ionospheric correction of SBAS with vertical delays. We used International Reference Ionosphere (IRI) model for the simulation to verification. As a result, the accuracy of ionospheric correction from proposed method has been improved for 17.3% in daytime, 10.2% in evening, 2.1% in nighttime, compared with correction from thin shell model. Finally, we verified the method in the SBAS user domain, by comparing slant ionospheric delays of users. Using the proposed method, root mean square value of slant delay error decreased for 23.6% and max error value decreased for 27.2%.

• 한국항공운항학회지
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• 제22권3호
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• pp.74-81
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• 2014

The coverage area of GNSS regional ionospheric correction model is mainly determined by the disribution of GNSS ground monitoring stations. Outside the coverage area, GNSS users may receive ionospheric correction signals but the correction does not contain valid correction information. Extrapolation of the correction information can extend the coverage area to some extent. Three interpolation methods, Kriging, biharmonic spline and cubic spline, are tested to evaluate the extrapolation accuracy of the ionospheric delay corrections outside the correction coverage area. IGS (International GNSS Service) ionosphere map data is used to simulate the corrections and to compute the extrapolation error statistics. Among the three methods, biharmonic method yields the best accuracy. The estimation error has a high value during Spring and Fall. The error has a high value in South and East sides and has a low value in North side.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제3권1호
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• pp.17-23
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• 2014

Satellite Based Augmentation Systems (SBAS) provide ionospheric corrections at geographically five degree-spaced Ionospheric Grid Points (IGPs) and confidence bounds, called Grid Ionospheric Vertical Errors (GIVEs), on the error of those corrections. Since the ionosphere is one of the largest error sources which may threaten the safety of a single frequency Global Navigation Satellite System (GNSS) user, the ionospheric correction and integrity bound algorithm is essential for the development of SBAS. The current single frequency based SBAS, already deployed or being developed, implement the ionospheric correction and error bounding algorithm of the Wide Area Augmentation System (WAAS) developed for use in the United States. However, the ionospheric condition is different for each region and it could greatly degrade the performance of SBAS if its regional characteristics are not properly treated. Therefore, this paper discusses key factors that should be taken into consideration in the development of the ionospheric correction and integrity bound algorithm optimized for the Korean SBAS. The main elements of the conventional GIVE monitor algorithm are firstly reviewed. Then, this paper suggests several areas which should be investigated to improve the availability of the Korean SBAS by decreasing the GIVE value.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제5권4호
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• pp.213-219
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• 2016

Most existing studies on the wide-area differential global positioning system (WADGPS) employed a grid ionosphere model for error correction in the ionospheric delay. The present study discusses the application of satellite-based ionospheric delay model that provides an error model as a plane function with regard to individual satellites in order to improve accuracy in the WADGPS. The satellite-based ionospheric delay model was developed by Stanford University in the USA. In the present study, the algorithm in the model is applied to the WADGPS system and experimental results using measurements in the Korean Peninsula are presented. Around 1 m horizontal accuracy was exhibited in the existing planar fit grid model but when the satellite-based model was applied, correction performance within 1 m was verified.

• 대한원격탐사학회지
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• 제31권2호
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• pp.101-110
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• 2015

레이더 간섭도는 대기오차, 위성 궤도 오차, 처리 오차 등 다양한 오차를 포함하고 있다. 특히 이온층에 의한 위상 지연오차는 파장과 비례 관계에 있기 때문에 장파장을 사용하는 레이더 영상의 경우 이에 대한 오차 보정이 필수적으로 요구된다. 그에 관한 연구로 최근 멀티간섭기법(Multiple Aperture SAR Interferometry, MAI)에 기반된 레이더 간섭도 위상 오차 보정 기법이 개발되었다. 본 연구에서는 이 기법에 대한 소개와 간섭도 생성이 불가능한 지역에 대해서 방향 필터를 이용한 활용 방법을 제시했다. 또한 제시된 방법을 서해 연안 지역을 포함하는 ALOS PALSAR 간섭쌍에 대해 적용하였다. 우선, 기법 비교를 위해 일반적으로 궤도 오차 보정에 많이 사용되는 2차원 다항식 보정 기법을 이용하여 레이더 간섭도의 위상 오차 보정을 수행했다. 그 결과 비행방향을 따라 초기 레이더 간섭도와 같이 저주파 싸인 곡선 형태의 위상 패턴이 그대로 남아 있으며 이는 이온층에 의한 오차 보정이 제대로 수행되지 않았음을 의미한다. 이에 반해, 제시된 방법을 적용한 결과 간섭도 전체에서 특정 패턴이 없어졌으며 비행방향을 따라 ${\pm}1rad$ 내의 안정된 위상 값을 유지하며 이온층에 의한 레이더 간섭도의 위상 왜곡 보정 적용이 잘 되었다. 제안된 방법은 효과적으로 이온층에 의한 위상 오차를 보정함으로써 L- 혹은 P-밴드 시스템의 레이더 간섭도 정확성과 활용성을 높일 수 있는 중요 기술이 될 것이다.

• 한국항행학회논문지
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• 제11권4호
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• pp.371-377
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• 2007

전리층 지연은 보정위성항법시스템(DGPS), 위성항법시스템(GPS)을 이용한 시각동기화 및 광역보정위성항법시스템(WADGPS)의 주요한 오차원인이다. 이러한 전리층 지연은 위성 신호가 통과하는 전리층의 환경에 따라 달라지므로 일반적인 보정위성항법시스템의 기준국이 보정할 수 있는 사용자와의 거리는 약 100km로 제한된다. 따라서 광역보정위성항법의 경우 여러 기준국의 측정치를 이용하여 보정구간 전리층 전체를 모델링하여 보정정보를 단일 주파수 수신기 사용자들에게 보내주게 된다. 이를 위해 이미 기존의 격자 알고리즘이 구현되어 있으나 기존의 격자 알고리즘에서는 전리층에 자기폭풍현상이 일어났을 경우에 대한 대처와 정확도가 고려되지 않고 있다. 자기폭풍이 일어나면 수직전리층 값이 공간적으로 noisy한 분포를 나타내게 되기 때문에 격자 알고리즘으로의 경우 모델링의 정확도가 낮아지게 된다. 또한 정확도를 높이기 위한 다른 함수 기반 전리층 모델의 경우 자기 폭풍이 일어났을 때 보정정보 값의 연속성이 보장되지 않는다. 본 논문에서 제시하는 wavelet을 이용한 알고리즘은 보정정보의 개수가 같을 때 기존의 격자 알고리즘보다 더 높은 정확도를 보이며, 특히 자기폭풍이 왔을 때도 비교모델인 spherical harmonics 기반 알고리즘에 비해서도 정확도가 향상됨을 볼 수 있다. 또한 다른 함수기반 알고리즘의 경우 정확도는 높지만 전송해야하는 보정정보 값이 자기폭풍시에 불연속이 되는데 반해 본 알고리즘은 연속성이 보장된다. 따라서 본 알고리즘을 이용하면 자기폭풍시에도 적용가능함으로서 기존의 알고리즘들의 문제를 개선할 수 있다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
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• 제11권4호
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• pp.317-325
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• 2022

In this paper, we developed a single frequency-based RRAIM to monitor integrity of the UAM landing vertically in urban area with only low-cost single-frequency GPS receiver. Conventional dual-frequency RRAIM eliminates ionospheric delay through a combination of frequencies. In this study, ionospheric delay was directly modeled. Drift error of residual ionospheric delay is modeled using the previously studied result on ionospheric rates of change. To verify the performance of the proposed RRAIM algorithm, a simulation of vertical landing UAM in urban area was conducted. It was assumed that the protection level at the initial position was calculated through SBAS correction data. During vertical landing, integrity monitored by receiver alone without external correction data. In the 60 sec simulation, the protection level of the proposed RRAIM compared to the conventional RRAIM was calculated to be 140% due to the accumulated ionospheric delay error. Nevertheless, it was confirmed that the final vertical protection level meeting the requirements of LPV-200, which cannot be achieved with single frequency GPS receiver alone.

• 한국항공우주학회지
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• 제45권7호
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• pp.550-557
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• 2017

GNSS 측위 정확도에 영향을 주는 전리층 오차는 전리층에 존재하는 전자로 인해 위성의 전파가 굴절됨에 따라 발생하는데 태양활동 정도, 지역, 시간에 따라 그 값이 변한다. 정밀한 전리층 오차 추정이 가능한 이중주파수 수신기와 달리 단일 주파수 수신기의 경우에는 전리층 오차 모델이나 인근 고정기준국을 통해 제공 받는 의사거리 보정정보에 의존해야 한다. 하지만 일반적인 전리층 오차 경향과 달리, 국지적으로 전리층 총 전자수의 급격한 변화가 발생하는 경우 전리층 오차모델을 통한 오차 보정이 어려우며 만약 전리층의 변화가 고정기준국 상공의 전리층과 상이하다면, 의사거리 보정정보를 이용하여도 전리층 오차를 보정하지 못한다. 본 논문에서는, 이런 위험에 대처하기 위한 국지적 전리층 이상 현상에 대한 감시 기법에 대해 제안하고 실제 전리층 이상 현상이 발생한 데이터를 이용해 이를 검증하였다. 제시된 기법을 통해 전리층 이상 현상 발생 여부를 파악하고 단일 주파수 수신기 사용자의 항법해에 대한 신뢰도를 증가시킬 수 있을 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제34권6_4호
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• pp.1489-1501
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• 2018

2016년 일본 구마모토 현에서는 규모 6.5, 6.4의 전진과 7.3의 본진, 그리고 2,000회 이상의 여진이 연속적으로 발생하였다. 이 지진에 의하여 큰 지표변위가 발생하였으며, 지진에 의하여 발생한 단층의 구조에 관한 연구를 위하여 3차원 지표변위 관측치가 제시된 바 있다(Baek, 2017). 그 관측치는 ALOS PALSAR-2 두 쌍의 상향궤도 위성레이더 간섭쌍(20160211_20160602, 20151119_20160616)과 한 쌍의 하향궤도 위성레이더 간섭쌍(20160307_20160418)을 활용하였다. 특히 상향궤도 간섭쌍의 다중개구간섭영상에서 존재하는 이온층 효과에 의하여 여진에 의한 지표변위가 포함되지 않은 하향궤도 다중개구간섭영상만을 활용하였다. 이 때문에 남북방향의 변위를 추출하는 데에 약 2달의 시간적 불일치가 존재하였다. 본 연구에서는 이러한 불일치를 저감하고 보다 정확한 단층 거동을 파악하기 위하여 상향궤도 다중개구간섭영상에 대하여 방향필터 기반 이온층 오차 저감 기법을 적용하였다. 이온층 보정 결과 여진에 의한 지표변위로 판단되는 변위 신호가 추가적으로 관측되었다. GPS 상시관측소의 지표변위 관측결과와 비교하였을 때 이온층 보정이후 9.87, 8.13 cm의 관측정밀도를 나타냈다. 이는 두 간섭쌍에 대하여 각각 기존 결과보다 4.8배, 6.4배 향상된 결과이다. 이와 같은 관측 결과는 2016 구마모토 지진을 야기한 단층의 보다 정확한 거동을 제시하는 데에 활용될 것이다.

• 한국측량학회지
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• 제28권4호
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• pp.413-420
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• 2010

현재 전리층 지연은 GNSS 측량의 가장 큰 오차이다. 단일 주파수 수신기 사용자는 전리층 지연을 모델링 하거나 보정하기 위하여 전리층 보정 알고리즘을 적용해야 한다. 실시간 보정이 가능한 전리층 모델로는 항법메시지로 제공되는 GPS의 Klobuchar 모델과 Galileo의 NeQuick 모델이 있다. 이 연구에서는 두 모델의 효용성을 계절과 위도에 따라 평가하였다. 첫 번째 검증으로, 각 계절별로 수원 GPS 상시관측소 상공의 연직방향 총전자수를 산출하였다. 두 번째 검증으로는 위도가 서로 다른 3개 상시관측소(철원, 수원, 제주)에서의 VTEC을 계산해 관측소 위도와의 상관성을 분석하였다. 산출된 총전자수는 전지구 전리층 모델인 GIM 모델과 IRI 모델에서 제공하는 총전자수와 비교하였다. 그리고 GIM 모델과 IRI 모델을 기준으로 Klobuchar 모델과 NeQuick 모델의 RMS 차이를 각각 산출하였다. 그 결과, 계절과 관측소 위도와 무관하게 NeQuick 모델의 RMS 차이가 Klobuchar 모델의 RMS 차이보다 약 0.01~3.50 TECU 낮게 나타났다.